2024年3月31日发(作者：喜莹莹)
工程技术
DOI：10.16660/.1674-098X.2019.20.071
2019 NO.20
Science and Technology Innovation Herald
科技创新导报
三维激光扫描技术与PDMS相结合在核电厂建造
安装期间的应用
何炜亭
1
李元江
2
蒋韦峰
3
(1.深圳中广核工程设计有限公司 广东深圳 518000；2.深圳中广核工程设计有限公司 广东深圳 518000；
3.深圳中广核工程设计有限公司 广东深圳 518000)
摘 要：本文主要介绍三维激光扫描技术与PDMS相结合在核电厂建造安装期的应用方法，包括利用三维激光扫描技术
开展现场测绘，利用三维激光扫描的点云数据导入三维设计软件PDMS中，利用测量点云数据与设计模型开展核电厂大型
设备的模拟运输及安装，土建及管道、通风、桥架建造安装误差对比分析及问题处理等,为核电厂建造安装期间风险的提
早识别和处理提供了一套先进可靠的分析方法，具有较大的优越性。
关键词：三维扫描技术 点云数据 PDMS 建造安装
中图分类号：TE4;TN249 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)07(b)-0071-03
Abstract: This paper briefly introduces the application of 3D laser scanning technology combined with PDMS
software using for construction and erection phase of nuclear project, including site measurement, importing cloud
points into 3D design PDMS software and analyzing the transportation and introduction of main equipment, checking
the conformity for deviation of piping, HVAC, cable trays in design model. A advanced and reliable method is provide
to identify the risk and solve them in advance, which has a huge advantage.
Key Words: 3D laser scanning; Cloud point data; PDMS; Construction and erection
三维激光扫描技术作为一种高速度、高精度获取被测
物体表面的三维坐标的新技术，近年来有着长足的发展和
广泛的应用。三维激光扫描技术克服了传统单点测量的局
限性，将物体立体信息转换为计算机可以处理的数据，三
维激光扫描技术被称为“实景复制技术”，已广泛应用于
汽车、建筑、地形勘探、石油化工等行业。利用三维激光
扫描仪的扫描结果（点云数据）和设计建模软件PDMS相
结合，可以针对现场实际环境与设计模拟环境进行对比分
析，发现核电项目建造安装期间的现场实际环境与设计模
拟环境之间的差别，提前识别风险点并及时制定处理措
施，尤其对于保证项目关键设备及关键里程碑有重要的支
持作用。本文主要简述在核电项目中如何利用三维激光扫
描技术与设计建模软件PDMS相结合针对建造安装期间
的应用方法。
1 三维激光扫描仪
三维激光扫描仪采用非接触式高速激光测量方式，以
点云形式获取地形及复杂物体三维表面的阵列式几何图
形数据，激光扫描仪本身主要包括激光测距系统和激光
扫描系统,同时也集成仪器内部控制和校正系统等。其具
备便携，扫描速度快，可随意调节测量姿势，大景深，测量
范围大，测量精度高，分布非常规则，自动拼接等特点。
三维激光扫描仪按照测量方式可以分为脉冲式和相
位差式，脉冲式扫描仪扫描速度可达到50000点/s，相位
式扫描仪最高速度可达到120万点/s。如果按用途可分为
表1 三维激光扫描数据模式
数据测量
模型漫游
数据点云
物理信息
智能P&ID
材料清单
P&ID与3D对比
工作时长
激光扫描激光扫描点云+激光扫描点
点云物理模型云+智能模型
√√√
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×√√
××√
××√
×
短
×
中
√
长
71
科技创新导报
Science and Technology Innovation Herald
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科技创新导报
2019 NO.20
Science and Technology Innovation Herald
工程技术
描述
定位基准点布设
扫描仪工作点规划及设置
现场高清图片（.png）
扫描数据文件（.zfc）
扫描处理文件（.int）
激光模型数据库拆分
融合扫描数据与3D模型
活化设备、管路、仪表等
补充智能属性
进行风险识别和问题处理
表2 三维激光扫描典型工作流程
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
分项
现场准备
现场准备
扫描文件
扫描文件
数据处理
项目定义
3D模型补充
模型处理
智能属性
问题处理
图1 三维激光扫描数据与设计模型开展碰撞检查
为室内型和室外型，也就是长距离和短距离的不同。一般
基于相位差原理的三维激光扫描仪测程较短，只有百米
左右，而基于脉冲式原理的三维激光扫描仪测程较长，
测程最远的可达6km。目前市面上常用的三维激光扫描仪
包括：德国Z+F，美国Surphaser，澳大利亚I-site，奥地利
Riegl，瑞士徕卡等。
3 扫描数据和PDMS相结合支持建造安装工作
核电项目建造安装工作环境往往复杂多变，且因为设
计精度要求高，现场往往存在一些建造和安装的不符合
项，造成实际现场环境与三维设计模型中的环境条件不一
致的情况，例如设备制造期间与设计图纸的不符合以及便
于运输等增加的临时部件，土建和安装阶段的孔洞、预埋
件等物项的施工偏差。有些偏差往往无法及时反馈在设
计模型中，造成设计人员使用的设计模型环境与现场实际
环境不一致，因此建造安装工作的部分隐患和风险无法
及时发现。通过使用三维激光扫描技术与设计软件PDMS
相结合的方法，保证设计模型能够及时获取现场实际环境
条件，可以有效地提前识别风险并制定相应的解决措施，
尤其是对于重要设备引入和关键里程碑节点前开展预演
和风险识别有重大意义。
经过三维激光扫描仪处理的数据可以分为：激光扫
2 三维设计软件PDMS
PDMS是三维工厂设计管理系统(Plant
2024年3月31日发(作者：喜莹莹)
工程技术
DOI：10.16660/.1674-098X.2019.20.071
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科技创新导报
三维激光扫描技术与PDMS相结合在核电厂建造
安装期间的应用
何炜亭
1
李元江
2
蒋韦峰
3
(1.深圳中广核工程设计有限公司 广东深圳 518000；2.深圳中广核工程设计有限公司 广东深圳 518000；
3.深圳中广核工程设计有限公司 广东深圳 518000)
摘 要：本文主要介绍三维激光扫描技术与PDMS相结合在核电厂建造安装期的应用方法，包括利用三维激光扫描技术
开展现场测绘，利用三维激光扫描的点云数据导入三维设计软件PDMS中，利用测量点云数据与设计模型开展核电厂大型
设备的模拟运输及安装，土建及管道、通风、桥架建造安装误差对比分析及问题处理等,为核电厂建造安装期间风险的提
早识别和处理提供了一套先进可靠的分析方法，具有较大的优越性。
关键词：三维扫描技术 点云数据 PDMS 建造安装
中图分类号：TE4;TN249 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)07(b)-0071-03
Abstract: This paper briefly introduces the application of 3D laser scanning technology combined with PDMS
software using for construction and erection phase of nuclear project, including site measurement, importing cloud
points into 3D design PDMS software and analyzing the transportation and introduction of main equipment, checking
the conformity for deviation of piping, HVAC, cable trays in design model. A advanced and reliable method is provide
to identify the risk and solve them in advance, which has a huge advantage.
Key Words: 3D laser scanning; Cloud point data; PDMS; Construction and erection
三维激光扫描技术作为一种高速度、高精度获取被测
物体表面的三维坐标的新技术，近年来有着长足的发展和
广泛的应用。三维激光扫描技术克服了传统单点测量的局
限性，将物体立体信息转换为计算机可以处理的数据，三
维激光扫描技术被称为“实景复制技术”，已广泛应用于
汽车、建筑、地形勘探、石油化工等行业。利用三维激光
扫描仪的扫描结果（点云数据）和设计建模软件PDMS相
结合，可以针对现场实际环境与设计模拟环境进行对比分
析，发现核电项目建造安装期间的现场实际环境与设计模
拟环境之间的差别，提前识别风险点并及时制定处理措
施，尤其对于保证项目关键设备及关键里程碑有重要的支
持作用。本文主要简述在核电项目中如何利用三维激光扫
描技术与设计建模软件PDMS相结合针对建造安装期间
的应用方法。
1 三维激光扫描仪
三维激光扫描仪采用非接触式高速激光测量方式，以
点云形式获取地形及复杂物体三维表面的阵列式几何图
形数据，激光扫描仪本身主要包括激光测距系统和激光
扫描系统,同时也集成仪器内部控制和校正系统等。其具
备便携，扫描速度快，可随意调节测量姿势，大景深，测量
范围大，测量精度高，分布非常规则，自动拼接等特点。
三维激光扫描仪按照测量方式可以分为脉冲式和相
位差式，脉冲式扫描仪扫描速度可达到50000点/s，相位
式扫描仪最高速度可达到120万点/s。如果按用途可分为
表1 三维激光扫描数据模式
数据测量
模型漫游
数据点云
物理信息
智能P&ID
材料清单
P&ID与3D对比
工作时长
激光扫描激光扫描点云+激光扫描点
点云物理模型云+智能模型
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短
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描述
定位基准点布设
扫描仪工作点规划及设置
现场高清图片（.png）
扫描数据文件（.zfc）
扫描处理文件（.int）
激光模型数据库拆分
融合扫描数据与3D模型
活化设备、管路、仪表等
补充智能属性
进行风险识别和问题处理
表2 三维激光扫描典型工作流程
序号
1
2
3
4
5
6
7
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9
10
分项
现场准备
现场准备
扫描文件
扫描文件
数据处理
项目定义
3D模型补充
模型处理
智能属性
问题处理
图1 三维激光扫描数据与设计模型开展碰撞检查
为室内型和室外型，也就是长距离和短距离的不同。一般
基于相位差原理的三维激光扫描仪测程较短，只有百米
左右，而基于脉冲式原理的三维激光扫描仪测程较长，
测程最远的可达6km。目前市面上常用的三维激光扫描仪
包括：德国Z+F，美国Surphaser，澳大利亚I-site，奥地利
Riegl，瑞士徕卡等。
3 扫描数据和PDMS相结合支持建造安装工作
核电项目建造安装工作环境往往复杂多变，且因为设
计精度要求高，现场往往存在一些建造和安装的不符合
项，造成实际现场环境与三维设计模型中的环境条件不一
致的情况，例如设备制造期间与设计图纸的不符合以及便
于运输等增加的临时部件，土建和安装阶段的孔洞、预埋
件等物项的施工偏差。有些偏差往往无法及时反馈在设
计模型中，造成设计人员使用的设计模型环境与现场实际
环境不一致，因此建造安装工作的部分隐患和风险无法
及时发现。通过使用三维激光扫描技术与设计软件PDMS
相结合的方法，保证设计模型能够及时获取现场实际环境
条件，可以有效地提前识别风险并制定相应的解决措施，
尤其是对于重要设备引入和关键里程碑节点前开展预演
和风险识别有重大意义。
经过三维激光扫描仪处理的数据可以分为：激光扫
2 三维设计软件PDMS
PDMS是三维工厂设计管理系统(Plant